Sr Examen

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Gráfico de la función y = (-2x^2+14x-14)/(x^2-2x+2)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
            2            
       - 2*x  + 14*x - 14
f(x) = ------------------
           2             
          x  - 2*x + 2   
$$f{\left(x \right)} = \frac{\left(- 2 x^{2} + 14 x\right) - 14}{\left(x^{2} - 2 x\right) + 2}$$
f = (-2*x^2 + 14*x - 14)/(x^2 - 2*x + 2)
Gráfico de la función
Puntos de cruce con el eje de coordenadas X
El gráfico de la función cruce el eje X con f = 0
o sea hay que resolver la ecuación:
$$\frac{\left(- 2 x^{2} + 14 x\right) - 14}{\left(x^{2} - 2 x\right) + 2} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = \frac{7}{2} - \frac{\sqrt{21}}{2}$$
$$x_{2} = \frac{\sqrt{21}}{2} + \frac{7}{2}$$
Solución numérica
$$x_{1} = 1.20871215252208$$
$$x_{2} = 5.79128784747792$$
Puntos de cruce con el eje de coordenadas Y
El gráfico cruce el eje Y cuando x es igual a 0:
sustituimos x = 0 en (-2*x^2 + 14*x - 14)/(x^2 - 2*x + 2).
$$\frac{-14 + \left(- 2 \cdot 0^{2} + 0 \cdot 14\right)}{\left(0^{2} - 0\right) + 2}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = -7$$
Punto:
(0, -7)
Extremos de la función
Para hallar los extremos hay que resolver la ecuación
$$\frac{d}{d x} f{\left(x \right)} = 0$$
(la derivada es igual a cero),
y las raíces de esta ecuación serán los extremos de esta función:
$$\frac{d}{d x} f{\left(x \right)} = $$
primera derivada
$$\frac{\left(2 - 2 x\right) \left(\left(- 2 x^{2} + 14 x\right) - 14\right)}{\left(\left(x^{2} - 2 x\right) + 2\right)^{2}} + \frac{14 - 4 x}{\left(x^{2} - 2 x\right) + 2} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 0$$
$$x_{2} = 2$$
Signos de extremos en los puntos:
(0, -7)

(2, 3)


Intervalos de crecimiento y decrecimiento de la función:
Hallemos los intervalos donde la función crece y decrece y también los puntos mínimos y máximos de la función, para lo cual miramos cómo se comporta la función en los extremos con desviación mínima del extremo:
Puntos mínimos de la función:
$$x_{1} = 0$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{1} = 2$$
Decrece en los intervalos
$$\left[0, 2\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, 0\right] \cup \left[2, \infty\right)$$
Puntos de flexiones
Hallemos los puntos de flexiones, para eso hay que resolver la ecuación
$$\frac{d^{2}}{d x^{2}} f{\left(x \right)} = 0$$
(la segunda derivada es igual a cero),
las raíces de la ecuación obtenida serán los puntos de flexión para el gráfico de la función indicado:
$$\frac{d^{2}}{d x^{2}} f{\left(x \right)} = $$
segunda derivada
$$\frac{4 \left(\frac{2 \left(x - 1\right) \left(2 x - 7\right)}{x^{2} - 2 x + 2} - \frac{\left(\frac{4 \left(x - 1\right)^{2}}{x^{2} - 2 x + 2} - 1\right) \left(x^{2} - 7 x + 7\right)}{x^{2} - 2 x + 2} - 1\right)}{x^{2} - 2 x + 2} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 1$$
$$x_{2} = 1 - \sqrt{3}$$
$$x_{3} = 1 + \sqrt{3}$$

Intervalos de convexidad y concavidad:
Hallemos los intervales donde la función es convexa o cóncava, para eso veamos cómo se comporta la función en los puntos de flexiones:
Cóncava en los intervalos
$$\left[1 - \sqrt{3}, 1\right] \cup \left[1 + \sqrt{3}, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, 1 - \sqrt{3}\right] \cup \left[1, 1 + \sqrt{3}\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(- 2 x^{2} + 14 x\right) - 14}{\left(x^{2} - 2 x\right) + 2}\right) = -2$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = -2$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(- 2 x^{2} + 14 x\right) - 14}{\left(x^{2} - 2 x\right) + 2}\right) = -2$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = -2$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función (-2*x^2 + 14*x - 14)/(x^2 - 2*x + 2), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(- 2 x^{2} + 14 x\right) - 14}{x \left(\left(x^{2} - 2 x\right) + 2\right)}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(- 2 x^{2} + 14 x\right) - 14}{x \left(\left(x^{2} - 2 x\right) + 2\right)}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la izquierda
Paridad e imparidad de la función
Comprobemos si la función es par o impar mediante las relaciones f = f(-x) и f = -f(-x).
Pues, comprobamos:
$$\frac{\left(- 2 x^{2} + 14 x\right) - 14}{\left(x^{2} - 2 x\right) + 2} = \frac{- 2 x^{2} - 14 x - 14}{x^{2} + 2 x + 2}$$
- No
$$\frac{\left(- 2 x^{2} + 14 x\right) - 14}{\left(x^{2} - 2 x\right) + 2} = - \frac{- 2 x^{2} - 14 x - 14}{x^{2} + 2 x + 2}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar